自动飞行控制计算机通用自动测试平台设计

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自动飞行控制计算机通用自动测试平台
设计
摘要:长途飞行不仅给飞行员的体力和精神压力,而且给飞行安全造成了很
大的考验,尤其是在长途飞行的大客机上。

自动飞行控制系统能将驾驶员从费时
费力的飞行操作中解脱,将驾驶员更多的注意力放在对飞行安全至关重要的起降
和应急处理上。

所以,保证自动飞行控制系统运行良好,并能在地面上对其进行
快速有效的检修是非常关键的。

在自动飞行控制系统中,自动飞行控制计算机是
最重要的部分,它的作用是实现对自动飞行控制律的实时解算、航姿信号的传递、飞行管理指令的接口输入、三轴偏转指令、三轴飞行指示指令的接口输出、多余
度的投票监视和故障隔离等。

由于自动飞行控制计算机采用了超大规模集成电路,技术含量高,复杂度高,采用常规与特殊的测试设备进行故障的探测与定位耗时
耗力,并对地勤人员的技术水平造成极大的考验。

关键词:自动飞行计算机;自动测试技术;自动测试标记语言
引言
当自动飞行控制计算机出现故障时,客机内置的自诊断功能仅能确定自动飞
行控制计算机的位置,而地面工作人员则必须将自动飞行控制计算机退回到厂商
处进行检修,此流程费时费力,影响了客机的正常使用。

针对这一问题,设计了
一个通用自动测试平台。

该通用自动测试技术平台采用了一个以通用标准仪表总
线为基础的体系结构,而其软件则采用了一个自动测试标志语言来进行描述的体
系结构,从而使得自动测试技术的硬件设备可以任意地扩充,各个软件模块之间
可以互相独立,并且可以与硬件、操作系统无关地进行一致性。

以自动飞控计算
机的接口、功能及组成架构为基础,对自动飞控计算机每个功能模块的测试方法
和测试流程进行设计,利用自动测试标记语言将其编译成计算机可运行的测试程
序集。

经试验验证,系统能迅速找到失效的组件,减少维护周期。

一、通用自动测试平台的实现
1.1自动测试平台的设计思路
从系统功能角度来说,要实现通用化设计,在硬件设备上必须要满足大部分
控制器接口需求,并满足大量软件的可迁移和可扩展性。

所以,要达到这一目的,就必须在系统功能设计上,建立一个标准化的自动化测试系统,在该系统中,软
硬件元素可以进行有效的信息交换,并符合IEEE标准和ATML描述要求。

在此基础上,提出了基于IEEE的自动化检测系统的开发方案,并提出了相
应的解决方案。

建立了一个规范化的系统,以更好地适应ATS整个寿命周期对信
息的重用要求;为了提高整体的可用性,必须在硬件平台上对函数进行更新,并
在此基础上进行相应的优化。

本系统的总体架构见附图1。

如图1所示,测试设备由GPIB,PXIe,PXI总线等总线与测试设备相连,基本
测试设备由测试仪表,控制电源等组成,其他专用测试设备由模拟信号,总线信号,其他专用测试设备由其他专用测试模组组成。

1.2平台硬件设计
(1)为了达到人机互动的目的,选择了一个可以运行Windows操作系统,使
用TCP/IP局部网络测试程序,对测试指示和数据进行辨识,并且可以从工作站
中接收和下载的试验结果。

(2)为了保证对工作站的操作可以进行实时监控,采用了Vxwork实时OS来
对其进行测试和控制,采用了研华工业控制计算机。

其最大的特点是可以同时完
成GPIB,PXIe,PXI总线的试验要求,并为自动飞控计算的仿真提供了一个数据接口。

(3)采用28V的程序控制型模拟电脑,采用28V的多通道DC供电,可实现多
种信号的测量和监测,特别是对单一信号的处理。

(4)AD/DA界面模块具备较强的模拟性能,可以在工作过程中对一些重要的信
号如离散性和模拟性进行模拟,其结果是决定该系统能否完成其功能的一个重要
因素。

1.3通用自动测试平台软件系统实现
1.3.1软件系统的设计方法
为了保证通用自动测试平台的软件系统可以满足自动飞行控制计算机的运行
需要,在本次研究中,将有限状况机理论用作一种常见于计算机科学和自动化领
域的标准研究工具,它可以对自动飞行系统内在复杂关系进行研究,该方法可以
对一系列状态以及状态之间的转化进行分析,从而对其中存在的内在关系进行判断,最后形成一个完整的系统设计思路。

1.3.2软件系统关键功能
(1)状态输入。

在通用自动测试系统中,被测物体的工作状况是多个可变参
数所构成,它反映了航空器在无人操纵下所处的工作状况,从而显示出航空器在
无人操纵下的功能。

因此,该系统可以辨识出有无连接的自主飞控系统,并将其
在自主飞控时的状况呈现出来。

(2)输入。

该系统通过对自动飞行控制系统计算
机中的数据进行数据收集和处理,并对自动飞行控制系统的运行状况进行了分析。

所以,必须实现诸如离散输入,信号输入,和模拟输入的功能。

其中,事故信息
往往来自某一种操纵方式(或驾驶员操纵指示),以触发(或终止)操纵。

比如,在飞机的飞行过程中,飞机的飞行高度可以被设定为“事件”,然后被录入到飞
机上。

(3)输出。

根据不同的输入量,可以通过变化的状态来实现对各种输入量
的控制。

这些数据可以用来表示自动飞行控制系统的工作状况,也可以用来确定
自动飞行控制系统的各个执行机构。

如果指示器的测量结果是准确的,那么说明
指示器在自动监控中处于打开的状态。

另外,可以根据各参数对系统的影响,对
系统进行控制,并显示不同变量的输出状态变化。

二、自动飞行控制计算机的状态测试
2.1测试的基本流程
(1)在测试开始后,首先对自动飞控电脑的硬件号码和系统型号进行确认,
然后再通过对电脑的插针阻抗测试,来确定电脑里面有没有问题。

排除了系统的
故障后,系统进行了准备工作,这时的关键是对电脑的上电启动进行了引导,防
止电脑启动过程中由于硬件自测错误问题而导致设备无法正常启动。

在这种情况下,有关人员可以通过观测模拟装置的运行情况,来判定该装置的运行状况。

(2)地面工作人员可以根据系统测试的需要,对系统进行单独功能测试、系统综合测
试等多个方面的测试。

(3)检测完毕后,产生检测结果。

2.2在试验过程中应考虑的问题
(1)确保电脑的硬件经过了自我检测,并在开机后,评估了软件系统的性能。

(2)在电脑开机后,确保自主飞行控制系统在正常模式下,并通过模式的改变对
其工作状况进行全面评价。

(3)在检测的接收者,可以在总线上记录多种信号,
评价数据欧诺个的正确性,该过程以“施加激励”为主,采用奇异性检验的方式,对被检测的串端口的消息传输状况进行检测。

(4)按照已编好的自动飞控电脑的
功能模块的测试录像,把测试的方法过程写成一个XML的测试集合,用这个集合
就可以对被测装置的说明、界面匹配程序的说明等进行完善。

利用以上的方式,
对系统进行了工作状况的收集,并对其进行了状况检测,并对其进行了检测。

结语
本课题所构建的一种能够满足对自动飞行控制计算机进行管理的通用自动化
测试平台,相对于常规的软件来说,它可以方便地进行扩展,可以对一些比较复
杂的软件进行函数优化,也可以对整个软件进行简单的性能评价,有着明显的优
越性,是一种很有应用价值的软件。

参考文献:
[1]赵烨,范军华.自动飞行控制计算机通用自动测试平台设计[J].科技创新与应用,2020(18):95-96.
[2]韩建辉,张芬,杜永良.自动飞行控制计算机通用自动测试平台设计[J].航空工程进展,2020,11(01):122-131.
[3]张锐,马小博.浅谈一种自动飞行控制计算机架构设计[J].信息系统工程,2018(07):55+58.。

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